电脑绣花机花样处理技术的研究及应用

孙

瑜

刘

芳（南京理工大学自动化学院，江苏南京210094）

Study and Application of Computer Embroidery Machine Pattern Processing Technique

摘

要

为了对花样进行有效的处理，在详细分析了DSB 格式花样文件存储特点的基础上，研究了坐标系缩放算法与花样的绝对坐标变换算法。在坐标系缩放算法中，进一步研究了保证花样数据精度的方法，使花样能精确的显示；绝对坐标变换的应用，消除了数据在变换过程中产生的累积误差，提高了变换精度。利用Qt Designer 设计了电脑绣花机嵌入式系统花样处理程序，实现了花样的动态不失真显示和不失真变换操作。

关键词：电脑绣花机，花样文件，花样处理

Abstract

In order to process the pattern well,

on the base of analyzing the storage characteristic of DSB pattern,the algorithm

of zooming coordinate and the absolute coordinate algorithm for pattern transformation were studied．The pattern was dis-played precisely by using the zooming coordinate algorithm which ensured the precision of the pattern data;The transfor-mation precision was improved by using the absolute coordinate algorithm which eliminated the accumulated errors in transformation．The pattern processing programs of computer embroidery machine embedded system were designed by us-ing Qt Designer．The programs realize the undistorted showing of dynamic pattern picture in stable base areas and undis-torted transformation of the pattern．

Keywords :computer embroidery machine,pattern file,pattern processing

花样处理是电脑绣花机中的关键技术。花样处理技术是通过花样信息的读取和操作来实现花样图案的显示、缩放和旋转等的技术。梁克等人提出一种基于自主研制的花样格式的花样处理方法，处理效果好，但不适用于普通格式的花样文件，应用受到限制。本文在综合考虑处理效果和实用性的基础上，实现了花样处理，并将此处理技术应用于实际的绣花系统，取得了很好的效果。

1花样文件存储格式及其特点

花样处理是基于花样文件的操作，花样文件有DST 、DSB 、

DSZ 等多种格式，每种格式的文件存储方式固定，并有其各自的特点。本文简单介绍DSB 格式花样的存储特点，详细文件格式介绍可参考文献［4］。

DSB 格式花样文件由文件头、针位信息和文件尾三部分组

成。文件头存储花样的整体信息，有总针数、换色次数等；文件尾是文件的结束标识，花样文件均以1a 结束。花样文件中最主要的信息是花样的针位信息，X 、Y 轴步进电机即是根据此信息带动绣框运动。花样的针位信息由三个字节组成一个缝制单元，如表1所示：

表1

DSB 花样一针信息存储格式

第一个字节A 7～A 0是控制功能码，包括了正常缝制、剪线、跳线等缝制动作，其中正常缝制和跳线又包括绣框移动的方向描述；第二、三个字节B 7～B 0和C 7～C 0分别是针迹Y 轴方向和X 轴方向的位移大小。该位移大小是相对于前一针的相对偏移量。

由上述分析可以得出，DSB 格式花样具有以下特点：

1）花样的文件头便于花样信息的校正。

2）花样针位信息中的控制信息给出了绣框运动的方向。3）针位信息中的位移信息的最大存储范围为0～127，并且

只能存储整数形式的值。

在对花样进行处理时，需特别注意位移存储的范围和形式。

2花样显示技术的实现

花样文件是以数据的形式存储花样的图像信息，它的存储

特点为信息存储量大，所需空间少，便于电脑绣花机刺绣，但其并不直观，为了使用户直观的看到花样的图案，需要实现花样的显示功能。

花样显示是运用Qt 绘图机制将花样文件转换为花样图案显示在屏幕上，方便用户预览花样。要把任意一个花样显示在固定的显示区域，需做的工作为：①求动态缩放比例，使缩放后的花样尺寸满足显示区域的大小。②求花样中心点，使花样能居中显示。

对此，我们采用动态调整坐标系的方法，即通过动态缩放坐标系，在固定区域显示动态变化的花样图案。这样保证了显示图案的完整性和精确性，使绘制出的图案更美观，而且毫不失真。用图1来说明整个思路。

假想在坐标原点处存在一个大小与原始花样一致的区域，将原始花样整体平移到该区域，再缩放坐标系使花样的大小与显示区域一致。平移采用的是中心点重合的方法，下面详细介绍。

图1中，(a)为花样原始坐标系花样显示效果，花样文件中的花样信息均是在此坐标系下的数据，(b)为(a)中坐标系经过

X 、Y 方向分别按一定的比例K x 、K y 压缩后的坐标系，花样图案

即是在此坐标系下显示的。

图1(a)中，X min 为花样在X 方向的最小值，X max 为花样在X 方向的最大值，同理，Y min 、Y max 分别为花样在Y 方向的最小值、最大值。

电脑绣花机花样处理技术的研究及应用

A 7A 6A 5A 4

B 7B 6B 5B 4

C 7C 6C 5C 4A 3A 2A 1A 0

B 3B 2B 1B 0

C 3C 2C 1C 0

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